고교 프로젝트
새벽 배송을 위한 최단 경로 산출하기
주제 소개
선택한 탐구 주제는 "새벽 배송을 위한 최단 경로 산출하기" 입니다.
본 주제는 정보 과학의 핵심 자료구조인 그래프 이론을 바탕으로, 현실 세계의 수많은 문제를 해결하는 최단 경로 탐색 알고리즘을 다루고 있다. 이 주제는 탐구의 깊이와 방향을 어떻게 설정하는지에 따라 문제 상황을 그래프로 간단히 표현하는 것부터 생활 속 창의적 문제를 해결하는 심화 연구까지 폭넓은 탐구가 가능하다는 특징이 있다.
개념 이해와 실생활 연결 : 그래프 이론을 배운다면 먼저 내비게이션, 지하철 노선도 등 생활 속 사례를 분석하며 그래프의 기본 요소(정점, 간선, 가중치)를 이해할 수 있다. 이를 통해 복잡한 문제를 어떻게 모델링하는지 배우는 데 중점을 둔다.
알고리즘 구현과 적용 : 기본 개념을 익힌 후, 최단 경로 알고리즘을 직접 코드로 구현해 볼 수 있다. 간단한 가상의 지도를 만들어 문제 상황에 알고리즘을 적용하여 실제로 최단 경로가 탐색되는 과정을 확인하며 원리를 익힌다.
창의적 문제 해결 및 융합적 탐구 : 기존 알고리즘을 새로운 문제에 맞게 변형하거나, 여러 변수(예: 시간, 비용, 환승 등)를 동시에 고려하는 자신만의 알고리즘을 설계하는 창의적인 연구로 발전시킬 수 있다. 물류, 통신, 소셜 네트워크, 게임 등 다양한 분야와 융합하여 독창적인 연구 결과를 도출할 수 있다.
탐구 참여하기
주제 탐색 및 기초 학습
- 활동 1파이썬 기초 학습
- 반복문
- 활동 2주제 탐색
- 연구 주제 탐색하기
- 활동 3사전 주제와 관련된 프로그래밍 실습
- 우리나라 물류망을 그래프로 나타내기
- 최단 경로 찾기
- 파이썬 프로그래밍을 통해 최단 경로 구하기
연구 계획서 및 프로그램 실습
- 활동 4연구 계획서 작성
- 활동 5프로그래밍 실습
최종 보고서
- 활동 6최종 보고서 작성하기
- 최종 연구 설계
- 최종 보고서 작성
- 활동 7심화 활동
- 다익스트라 알고리즘
평가하기
- 활동 8자기 평가
해당 탐구 활동과 연관된 교육과정 내용
- [12정과02-03] 인접행렬과 인접리스트를 활용하여 트리와 그래프를 구현한다.
- [12정과02-04] 트리, 그래프를 활용하여 문제를 효율적으로 해결하는 프로그램을 작성한다.
- [12정과04-01] 다양한 학문 분야에서 컴퓨터과학의 기본 개념과 원리를 바탕으로 해결할 수 있는 실생활의 문제를 발견한다.
- [12정과04-02] 발견한 문제를 분석하고, 문제를 해결하기 위한 프로젝트 수행 과정을 설계한다.
- [12정과04-03] 다양한 오픈소스 및 라이브러리를 활용하여 협력적으로 문제를 해결하기 위한 프로그램을 작성한다.
- [12정과04-04] 완성도 높은 프로그램을 구현하기 위하여 테스트와 디버깅 과정을 통해 검증한다.
- [12정과04-05] 프로젝트의 산출물을 기능적, 윤리적 관점에서 평가하고 결과를 공유한다.
